المجموعة الشمسية

المجمــــــــــــــوعة الشمسيـــــــــــــــــة


النظام الشمسي
يتكون النظام الشمسي من الشمس وكل مايدور حولها من أجسام، بما في ذلك الكواكب، والأقمار، والنيازك، والمذنبات. والأرض الكوكب الذي نعيش فيه هو ثالث الكواكب بعداً عن الشمس. ويعتبر النظام الشمسي من أحد أنظمة الكواكب، وهي أنظمة تحتوي على نجوم تدور حولها كواكب سيارة وأجسام أخرى ويعزو العلماء تكون هذه الأنظمة لما يسمى بالانفجار الكبير.
أجرام النظام الشمسي


هناك العديد من الأجسام التي توجد في النظام الشمسي وتصنف إلى عدة تصنيفات مختلفة، بعض تلك التصنيفات أقل وضوحاً من غيرها. الأجسام حسب تصنيف الموسوعة، هي:
نجمةواحدة: وهي الشمس. وهي واحدة من أكثر من 200 مليار نجمة في مجرتنا درب التبانة، وتحتل الشمس مركز نظامنا الشمسي، وتكون 99.86% من كتلته.
الكواكب السّيّارة: وهي ثمانية كواكب، وهي على التوالي حسب بعدها عن الشمس: عطارد - الزهرة - الأرض - المريخ - المشتري - زحل - أورانس - نبتون .
السّيّارات القميئة كـبلوتو وسدنة.
الأقمارأوالسّواتل : الأقمار أو التوابع الطبيعية وهي أجسام مختلفة الاحجام ولها مدار حول كوكب.
السواتل: وهي أجسام صغيرة صنعها وأطلقها الأنسان وتدور حول الكواكب وخصوصاًالأرض.
مخلفات فضائيةصناعية، وهي بقايا أو حطام أقمار صناعية ومركبات ومحطات فصائية من صنع البشر، وهذه منتشرة بالغلاف الجوي حول كوكبالأرض.
غبار و جسيمات صغيرة أخرى تدور في مدار الكواكب.
الكويكبات: وهي الأجسام التي تكونت منها الكواكب، وهي عبارة عن أجسام أصغر من حجم الكوكب تكونت في بداية تكون النظام الشمسي وهي غير موجودة الآن بشكل واضح. ويستخدم المصطلح أحياناً للأشارة للنيازك والمذنبات أو الجسيمات التيقطرها أقل من 10كم.
النيازك: ملايين من الأجسام الصخرية مختلفة الأشكال والأحجام تدور في مدار حول الشمس بين مداري المريخ والمشتري، وتتواجد على طول مدارها وبذلك تشكل ما يشبه الحزام ولهذا سمي هذا المداربحزام الكويكبات.
المذنبات: وهي أجسام تدور حول الشمس في مدارات إهليليجيّة الشكل يصل بعضها إلى ما بعد حدود نظامنا الشمسي وعند اقتراب أحدها منالشمس يتسامى الجليد الذي يكسوه متحوّلا مباشرة إلى بخار مخلفا سحابة على شكل ذنب.


مدار النظام الشمسي في المجرة


النظام الشمسي هو جزء من مجرتنا مجرة درب التبانة، وهي مجرة حلزونية تحتوي على أكثر من 200 بليون نجم. والنظام الشمسي الذي يحوي شمسنا مع كواكبها وملحقاتها من أقمار ومذنبات وغيرها، يدور حول مركزالمجرة وهي مجرة الطريق اللبني أو ما يسمى بدرب التبانة، وهي بمجموعها تجري حول مركز (المجموعة المحلية) الذي يحوي عدة مجرات مع مجرتنا.
يقع النظام الشمسي لنجم الشمس عند أحد الأذرع اللولبيةلمجرة درب التبانة ويبعد حوالي 30000 سنة ضوئية عن مركزالمجرة.


الكواكب الداخلية والكواكب الخارجية


تنقسم كواكب مجموعتنا الشمسية إلى قسمين يفصل بينهما حزام الكويكبات:
الكواكب الداخلية:وهي أربعة: عطارد، الزهرة، الأرض، والمريخ.
تتسم هذه الكواكب بقربها منالشمس وتركيبتها الصخرية وبصغر حجمها النسبي حيث أن قطرالأرض وهو أكبر كواكب هذا القسم يبلغ 12756 كلم فقط، كما يتميز هذا القسم بكونهيضم الكوكب الوحيد المعروف حتى الآن الذي به حياة وهو كوكبناالأرض. بالإضافة إلى قلةأقماره (3 أقمار) واحد للأرض وللمريخ اثنان وليسلعطارد والزهرة أقمار.
- الكواكب الخارجية:وهي الأربعة كواكب الباقية وهي: المشتري، زحل، أورانوس، نبتون.
تتميز هذه الكواكب الأربعة بكونها (غازية) البنية وضخمة الحجم: فنبتون وهو أصغر هذه الكواكب الأربعة يفوق قطره قطرالأرض بحوالي أربع مرات أي أن قطره يفوق قطر كل كواكب القسم الداخلي مجتمعة بمرة ونصف. كما تتميز بكثرة الأقمار: 63 قمراًللمشتري و 50 قمراًلزحل و 30ولأورانس و 17لنبتون. وتمتلك هذه الكواكب الأربعة كلهاحلقات تدور حولها مع أن الشائع هو أنلزحل فقط حلقات وذلك راجع إلى صغر حجم حلقاتالكواكب الأخرى.
كواكب المجموعة الشمسية مع قمر الأرض عدا بلوتو .النسب الحجمية غير حقيقية.
ولكل من الكواكب الثمانيةاقمار إلاعطارد والزهرة. في النظام الشمسي أيضا ما يسماحزام كويبر (ومنهاكواوار) وسحابة اورتخارجبلوتو وهي كويكبات جليدية.


المنظومة الشمسية


كان يطلق الإغريق علىالشمس Helios. والرومان كانوا يطلقون عليها Sol. وكان بداية تكوين المنظومةالشمسية Solar System منذ 4.6 بليون سنة كسحابة غازية دوارة. ومع الوقتبردت السحابة وتجمعت محتوياتها لتكون أجساما كبيرة مكونة الكواكبالأولية وما تبقى من مواد تكونت المذنبات والأجسام الفضائية التي تتجول فيصمت بين المجموعة الشمسية. و عندما اذن الخالق للكواكب ان تتكون بعد 100مليون سنة سخنت كرة الغاز وسط السحابة بشدة وأنفجرت إنفجارا نوويا شديدا (وهو المسمى بالانفجار العظيم أو الـ Big Bang) لتتولدالشمس كنجم أشبه بأينجم له سيرة حياة نهايتها الموت. وتعتبرالشمس نجم من بلايين بلايين النجوم فيالكون. ولأن الانسان خلقه الله من تراب الارض فإن كل مايحتويه جسمك من عناصركيميائية إبتداءمن الكالسيوم في عظامك حتى الزنك في شعرك قد تكونت فيقلوبالنجوم المستعرة طوال 12 بليون سنة.
لايستطيع الانسان ان يباشر التعامل مع الكواكب لاستحالة الوصول اليها (في الوقت الحالي). لكن الضوءوالذي يقطع بلايين السنين ليصلنا منالنجوم للأرض يعطينا مؤشرا عن حجم النجومووزنها ومكوناتها عناصرها الكيماوية وعمرها من خلال ضوئها الوافد الينا.
لاحظ الأقدمون حركات الكواكب التي كانت ترى في السماء بالليل. ووجدوا أن بعض الكواكب بخلافالشمس وغيرها منالنجوم لا ينبعث منهاالضوء مباشرة وذلك لأنها تسطع حيث تعكس كالمرايا ضوءالشمس.
تعتبرالشمس نجم في مركز النظام الشمسي ويدور حولها كل كواكب المجموعة الشمسية. درجة حرارةسطح هذه الكرة النارية المتوهجة على الدوام هو 5500 درجة مئوية تقريبا أماقلبها فتصل درجة حرارته إلى 15.6 مليون درجة مئوية. حجمالشمس أكبر من حجمالأرض لدرجة يمكنها أن تستوعب أكثر من مليون أرض بداخلها. تدور الشمس حول نفسهادورانا مغزليا حول محورها المركزي كما يحدث في الكواكب التي تدور حولها. ولكن هذا الدوران ليس بالسهولة أو الإنسيابية التي تدور بهاالأرض حول نفسها. تقع أنشطةالبقع الشمسية فوقالشمس عندما تتقاطع غازاتها معها أثناء الدوران. ولا تدور الشمس حول نفسها دورانا إنسيابيا لأنالشمس ليست كتلة صلبة. لهذا فإن غازات القطبين الشمسيين تدور بسرعات متفاوتةبالنسبة للغازات حول خط الإستواء على سطحها. مما يجعل الحقول المغناطيسيةبهما تنحرف, وهذا يسبب إنحرافات مغناطيسية تظهركبقع شمسية داكنة فوق سطحالشمس.
وهذا التعقيد في الحقل المغناطيسي شديد بدرجة تجعله ينكمش ويجعلالقطبين الشمالي والجنوبي يتبادلان مكانيهما. تتكرر هذه العملية بصفةمستمرة. ويطلق عليها دورةالشمس Solar Cycle (تستغرق الدورة الكاملة 22 سنة). السفر نحوالشمس مستحيل مهما كانت شدة تحمل المركبات للحرارة العالية. وعدم إستطاعة الوصولإليها ليس بسبب شدة الحرارة فقط ولكن الرياح الشمسية حولها شديدة جدالدرجة انها تقوم بتغيير مسار أي مركبة تقترب من الشمس. شدة جاذبية الشمسجعلت الكواكب في مكانها تدور حولها وتتخذها مركزا للدوران.


مكونات المجموعة الشمسية


وتتكون المجموعة الشمسية من نجم واحد وهوالشمس، ويدور حولها 8 كواكب حيث يدور حولها أكثر من مائة قمر، وعدد لاحصر له منالأجسام الصغيرة كالكويبات والمذنبات. وتوجد جميعها في الوسط بين الكواكبالذي نطلق عليه تجاوزاالفضاء مكونةالنظام الشمسي.
ويمكن تقسيم المجموعة الشمسية إلى قسمين :
1- قسم داخلي يحوي علىالشمس وكواكبعطارد والزهرة والأرضوقمرها والمريخ .
2- قسم خارجي يحوي على الكواكب الخارجية وهيالمشتري وزحلوأورانوسونبتونوبلوتو.
وبصفة عامة فإن محيط دوران هذه الكواكب حولالشمس بيضاوي تقريبا (أي على شكل قطع ناقص)، ماعدازحل وبلوتو فمحيط دورانهما دائري تقريبا. كل المحيطات التي تدور فيها الكواكب حولالشمس في مستوي واحد. ويطلق عليها دائرة البروج Ecliptic (ماعدا كوكببلوتو فهو ينحرف قليلا عن هذا المستوي). وكل هذه الكواكب تدور في إتجاه واحد بإتجاه عكس عقارب الساعة.
وهناكالكويكبات (تصغير كلمة كوكب) Asteroids وهي عبارة عن أجسام صخرية صغيرة داخل النظام الشمسي تدور حولالشمس ولاسيما مابين كوكبيالمريخ والمشتري،وفي أماكن أخرى وحولالشمس ذاتها. وهناك ايضاالمذنّباتوهي عبارة عن أجسام جليدية تأتي من خارج المجموعة الشمسية أو تخرج منها. ومداراتها طويلة جدا ومنتشرة بطريقة غير منتظمة و مبعثرة. وبعض الكويكباتلايمكن تفرقتها عن المذنبات مثل خيرونChiron.
وهناك الأقمار التابعة للكواكب التي تدور حول كوكبها الخاص بها كما يفعل قمرالأرض. ومحيط دورانها في مستوي دوران الكواكب وأحجامها مختلفة. وهناك أقمار عديدة أكبر من كوكببلوتو. و قمران أكبر من كوكبعطارد. وهناك أقمار تصطاد المذنبات والتي تحدث بها فوهات وندوب وحفر تدل على ذلك.
ولأنالأرض تابعها قمر واحد وكوكببلوتو يتبعه كوكب شارون الوحيد. لهذا يطلق على كوكبيالأرض وبلوتوكواكب مزدوجة.


الكواكب البعيدة العملاقة


والكواكب العملاقة الغازية كالمشتريوزحلوأورانوسونبتوننجدها أكبر حجما من الكواكب الأرضية وغلافها الجوي سميك وغازي. وكثافتهاأقل ومدة دورانها حول نفسها تتراوح مابين 10ساعات للمشتري و15ساعة لنبتون. يتسبب هذا الدوران السريع في تفلطح القطبين بنسبة 2% -10% مما يجعل الكوكببيضاويا.
كل الكواكب وبعض الأقمار لها جو محيط بها. فكوكب الأرض جوها المحيط بها يتكون أساسا منالأوكسجين والنيتروجينوثاني أكسيد الكربون. وكوكبالزهرة جوه به نسبة عالية وكثيفة من غاز ثاني أكسيد الكربون وآثار من الغاز السام ثاني أكسيد الكبريت مما يصعب الحياة به. بينما جو كوكبالمريخ به غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة قليلة. لكن كواكبزحل وأورانوسونبتونففيهم نسبة عالية من غازي الهيدروجينوالهليوم.
يترقرق جو عندما يقترببلوتو منالشمس لكنه يتجمد وينكمش ويسلك سلوك المذنب في دورانه عندما يبتعد عنها في مداره.
لو قدًر لك وزرت كوكبا من الكواكب التسعة فإن عمرك ووزنك سيختلف فوقه. لأن لكل كوكب جاذبيته الخاصة وسنينه وأيامه التي تختلف مدتها من كوكبلآخر. كما أنه يختلف في ضغطه الجوي وطول مداره حولالشمس وجاذبيته وحرارته ومكونات جوه وكثافته.


أقمار المجموعة الشمسية


ويوجد أكثر من 300قمر تدور حول كواكبها المختلفة في مجموعتناالشمسية وهي تتراوح في حجمها بين أجسام أكبر منقمرنا إلى أجسام صغيرة وكثير من هذه الأقمار قد إكتشفتها المركبات الكوكبية الفضائية وصورتها.
بعضها لها جو محيط كقمر تيتان حولزحل وأخرى جوها عبارة عن مجالاتمغناطيسية كقمر جينميد حول كوكبالمشتري والذي يعتبر من أكثر الأقمار نشاطا بركانيا في المجموعة الشمسية.
سطح القمر أوروبا حول كوكبالمشتري متجمد بينما قمره جينميد يشهد كما يبدو في الصور حركة في الصفائح الجليديةبسطحه. بعض الأقمار حول الكواكب عبارة عن مذنبات أسرتها جاذبية الكوكبنفسه وأعتبرت أقمارا تابعة لكواكبها كقمري فوبوس وديموس حولالمريخ، وأقمار عدة حول كوكبالمشتري وقمر فوب حول كوكبزحل وأقمار كوكبأورانوس الجديدة وقمر كوكبنبتون نيريد.
منذ عام 1610م، وحتى عام 1977م، كان يظن أن كوكبزحل هو الكوكب الوحيد الذي له حلقات حوله. ولكن حاليا نعرف أن الكواكب (المشتري وأورانوسونبتون) لها نظام حلقي بالإضافة إلى كوكبزحل الذي هو أكبر الكواكب الحلقية. مكونات هذه الحلقات تختلف في الحجم من الغبار والصخور والقطع الثلجية. وأبرز ما يلاحظ لحلقات كوكبزحل وجود الحلقات الممتدة حوله على شكل حزام من الصخور وأعداد هائلة منالأقمار الصغيرة التي تدور حول الكوكب، وتبلغ كثافة الحلقات بضعة كيلومترات لكنهاتمتد على مدار الكوكب مئات الألوف من الكيلومترات، وهي تشبه دائرة صحنكبير جدا مكون من آلاف التوابع الطبيعية|الأقمار]] الصغيرة.
معظم الكواكب لها مجالاتمغناطيسية تمتد في الفضاء حول كلكوكب وهذه المجالات تدور مع دوران الكوكبنفسه لتكنس معها الجسيمات المشحونة حوله. الشمس لها أيضا مجالها المغناطيسي حولها والذي يجذب كل المجموعة الشمسية نحوها.
وتبين مؤخرا إن جميع كواكب مجموعتنا الشمسية لهاأقمار عدا كوكبيعطارد والزهرة.


لماذا تدور الكواكب والنجوم ؟


حقيقة الكواكب والنجومتتكون من تجمعات مكثفة ومنكمشة من سحب هائلة من الغازات والغبار بينالنجوم. وهذه المواد في هذه السحب في حركة دائمة حتى السحب نفسها في حركة لتدورنحو تجمع جاذبية المجرة. نتيجة لهذه الحركة تبدو السحابة عندما نراها مننقطة قرب مركزها وهي تسير ببطء. هذا الدوران يمكن وصفه بأنه عزم زاوي Angular Momentum وهو مقياس ثابت لحركة هذه الأجسام الفضائية ولا يتغير. وهذا الثبات في العزم الزاوي يشرح لنا كيف أن الراقصين على الجليد يدورونبحركة سربعة مغزلية فوقه عندما يضم الراقص ذراعيه ليكونا على مقربة منمحور حركة دوران الجسم وكلما إقترب الذراعان زادت السرعة مع الإحتفاظ بشدةالعزم الزاوي. عندما يبسط الراقص ذراعيه تقل السرعة كنتيجة نهائية للحركةالمغزلية. هذا نجده واضحا في لعبة (المغزل)التي يلعبها الأطفال. هذاالدوران المغزلي لسحابة داخل مجموعة نجمية يجعلها تتقلص على ذاتها وتحملمعها جزءا من العزم الزاوي الأصلي. هذه السحب الدوارة تنبسط مكونة أقراصاتتجمع أجسامها وتتكثف لتكونالنجوم الكواكب الدوارة. ولاشك أن لكلكوكب سنته ويومه. واليوم يحدد مدته الفترة التي يدور فيها الكوكبحول نفسه. فالأرضتدور حول نفسها مرة كل 24 ساعة حتى هذا اليوم. فيومها يعادل 24 ساعة. والسنة لكلكوكب تعادل عدد الأيام التي يدور فيها الكوكبدورة كاملة في مداره حولالشمس. لهذا فالأرض سنتها تعادل 365 يوما وربع يوم .
لماذا مدارت الكواكب حول الشمس منتظمة؟ ولماذا تقع في نفس المستوى؟ولماذا تدور في نفس الإتجاه في مدارات تقريبا دائرية؟ كل هذا سببه قوةجاذبية الشمس وهي القوة السائدة في المجموعة الشمسية. وتعتبر الوحدةالقياسية(Astronomical Unit) ،(AU)، هي الوحدة الفلكية التي يقاس بهاالمسافة بين الكوكب والشمس. والوحدة الفلكية الواحدة(1AU) هي متوسط المسافة بينالأرض والشمس. فبينما كوكبعطارد يبعد عنالشمس 0.39 AU نجد كوكببلوتو يبعد عنها39 AU. لهذا نجد سنة عطارد تعادل 88 يوما أرضيا لقربها من الشمسوسنة كوكب بلوتو تعادل248 يوما أرضيا يدوران فيها دورة كاملة حول الشمس. وبينما نجد الأرض تدور في محورها حول نفسها دورة كاملة كل 24 ساعة نجدكوكب المشتري يدور حول نفسه في أقل من 10 ساعات أرضية بينما كوكب الزهرةيدور حول نفسه مرة كل 243 يوما أرضياحيث يدور من الشرق للغرب .